这是我的尝试。我创建了一对扩展类来扩展字符串和字节。在大文件测试中，性能与Byte Manipulation 2相当。

下面的ToHexString代码是查找和移位算法的优化实现。它与Behrooz的方法几乎相同，但使用foreach进行迭代，计数器比显式索引更快。

在我的机器上，它排在Byte Manipulation 2之后，排在第二位，是非常可读的代码。以下测试结果也值得关注：

ToHexStringCharArrayWithCharArrayLookup：41589.69平均刻度（超过1000次），1.5倍ToHexStringCharArrayWithStringLookup:50764.06平均滴答（超过1000次），1.2XToHexStringStringBuilderWithCharArrayLookup:62812.87平均滴答（超过1000次），1.0X

根据上述结果，可以得出以下结论：

索引到字符串以执行查找与char数组在大型文件测试中非常重要。使用已知容量的StringBuilder与使用字符的惩罚创建字符串的已知大小的数组甚至更重要。

代码如下：

using System;

namespace ConversionExtensions
{
    public static class ByteArrayExtensions
    {
        private readonly static char[] digits = new char[] { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };

        public static string ToHexString(this byte[] bytes)
        {
            char[] hex = new char[bytes.Length * 2];
            int index = 0;

            foreach (byte b in bytes)
            {
                hex[index++] = digits[b >> 4];
                hex[index++] = digits[b & 0x0F];
            }

            return new string(hex);
        }
    }
}


using System;
using System.IO;

namespace ConversionExtensions
{
    public static class StringExtensions
    {
        public static byte[] ToBytes(this string hexString)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(hexString) && hexString.Length % 2 != 0)
            {
                throw new FormatException("Hexadecimal string must not be empty and must contain an even number of digits to be valid.");
            }

            hexString = hexString.ToUpperInvariant();
            byte[] data = new byte[hexString.Length / 2];

            for (int index = 0; index < hexString.Length; index += 2)
            {
                int highDigitValue = hexString[index] <= '9' ? hexString[index] - '0' : hexString[index] - 'A' + 10;
                int lowDigitValue = hexString[index + 1] <= '9' ? hexString[index + 1] - '0' : hexString[index + 1] - 'A' + 10;

                if (highDigitValue < 0 || lowDigitValue < 0 || highDigitValue > 15 || lowDigitValue > 15)
                {
                    throw new FormatException("An invalid digit was encountered. Valid hexadecimal digits are 0-9 and A-F.");
                }
                else
                {
                    byte value = (byte)((highDigitValue << 4) | (lowDigitValue & 0x0F));
                    data[index / 2] = value;
                }
            }

            return data;
        }
    }
}

下面是当我将代码放在我机器上的@patridge测试项目中时得到的测试结果。我还添加了一个从十六进制转换为字节数组的测试。使用我的代码的测试运行是ByteArrayToHexViaOptimizedLookupAndShift和HexToByteArrayViaByteManipulation。HexToByteArrayViaConvertToByte取自XXXX。HexToByteArrayViaSoapHexBinary是@Mykroft的答案。

Intel Pentium III Xeon处理器核心：4<br/>当前时钟速度：1576<br/>最大时钟速度：3092<br/>将字节数组转换为十六进制字符串表示ByteArrayToHexViaByteManipulation2:39366.64平均滴答（超过1000次），22.4倍ByteArrayToHexViaOptimizedLookupAndShift：41588.64平均刻度（超过1000次），21.2倍ByteArrayToHexViaLookup：55509.56次平均点击（超过1000次），15.9倍ByteArrayToHexViaByteManipulation:65349.12平均刻度（超过1000次），13.5XByteArrayToHexViaLookupAndShift：86926.87平均刻度（超过1000运行），10.2XByteArrayToHexStringViaBitConverter:平均139353.73滴答声（超过1000次），6.3XByteArrayToHexViaSoapHexBinary：314598.77平均刻度（超过1000次），2.8XByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachByteToString:344264.63平均刻度（超过1000次），2.6XByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateByteToString:382623.44平均滴答声（超过1000次），2.3XByteArrayToHexStringViaStringBuilderForEachAppend格式：818111.95平均滴答声（超过1000次），1.1倍ByteArrayToHexStringViaStringConcatArray ConvertAll:839424.84平均值滴答声（超过1000次），1.1XByteArrayToHexStringViaStringBuilderAggregateAppend格式：867303.98平均刻度（超过1000次），1.0XByteArrayToHexStringViaStringJoinArray ConvertAll:平均882710.28滴答声（超过1000次），1.0X

在编写加密代码时，通常避免依赖数据的分支和表查找，以确保运行时不依赖于数据，因为依赖数据的计时可能会导致侧通道攻击。

它也很快。

static string ByteToHexBitFiddle(byte[] bytes)
{
    char[] c = new char[bytes.Length * 2];
    int b;
    for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
        b = bytes[i] >> 4;
        c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
        b = bytes[i] & 0xF;
        c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
    }
    return new string(c);
}

Ph'nglui mglw'naph Cthulhu R'lieh wgah'nagl fhtagn公司

你们这些进入这里的人，放弃一切希望吧

一个奇怪的拨弄解释：

bytes[i]>>4提取字节的高位半字节bytes[i]&0xF提取字节的低位半字节b-10对于值b<10，为<0，将变为十进制数字对于值b>10，为>=0，这将成为从a到F的字母。在有符号32位整数上使用i>>31可以提取符号，这得益于符号扩展。当i<0时为-1，当i>=0时为0。结合2）和3），表明（b-10）>>31将是字母0，数字-1。看看字母的大小写，最后一个被加数变为0，b在10到15的范围内。我们希望将其映射到A（65）到F（70），这意味着添加55（'A'-10）。看看数字的情况，我们希望调整最后一个被加数，使其将b从范围0到9映射到范围0（48）到9（57）。这意味着它需要变为-7（'0'-55）。现在我们可以乘以7。但由于-1由所有位表示为1，因此我们可以改用&-7，因为（0&-7）==0和（-1&-7）==-7。

进一步考虑：

我没有使用第二个循环变量来索引c，因为测量表明从I计算它更便宜。正好使用i<bytes.Length作为循环的上限允许JITter消除对bytes[i]的边界检查，所以我选择了这个变量。将b设为int允许不必要的从和到字节的转换。

此版本的ByteArrayToHexViaByteManipulation可能更快。

从我的报告中：

ByteArrayToHexViaByteManipulation3:1.68次平均滴答声（超过1000次），17,5XByteArrayToHexViaByteManipulation2:1,73平均滴答（超过1000次），16,9XByteArrayToHexViaByteManipulation:2,90平均刻度（超过1000次），10,1XByteArrayToHexViaLookupAndShift:3.22平均刻度（超过1000次），9,1X...静态专用只读字符[]hexAlphabet=新字符[]{'0'，'1'，'2'，'3'，'4'，'5'，'6'，'7'，'8'，'9'，'A'，'B'，'C'，'D'，'E'，'F'}；静态字符串ByteArrayToHexViaByteManipulation3（byte[]字节）{char[]c=新字符[bytes.Length*2]；字节b；for（int i=0；i<bytes.Length；i++）{b=（（字节）（字节[i]>>4））；c[i*2]=十六进制字母[b]；b=（（字节）（字节[i]&0xF））；c[i*2+1]=十六进制字母[b]；}返回新字符串（c）；}

我认为这是一个优化：

    static private readonly char[] hexAlphabet = new char[]
        {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};
    static string ByteArrayToHexViaByteManipulation4(byte[] bytes)
    {
        char[] c = new char[bytes.Length * 2];
        for (int i = 0, ptr = 0; i < bytes.Length; i++, ptr += 2)
        {
            byte b = bytes[i];
            c[ptr] = hexAlphabet[b >> 4];
            c[ptr + 1] = hexAlphabet[b & 0xF];
        }
        return new string(c);
    }

Waleed Eissa代码的逆函数（十六进制字符串到字节数组）：

    public static byte[] HexToBytes(this string hexString)        
    {
        byte[] b = new byte[hexString.Length / 2];            
        char c;
        for (int i = 0; i < hexString.Length / 2; i++)
        {
            c = hexString[i * 2];
            b[i] = (byte)((c < 0x40 ? c - 0x30 : (c < 0x47 ? c - 0x37 : c - 0x57)) << 4);
            c = hexString[i * 2 + 1];
            b[i] += (byte)(c < 0x40 ? c - 0x30 : (c < 0x47 ? c - 0x37 : c - 0x57));
        }

        return b;
    }

Waleed Eissa功能，支持小写：

    public static string BytesToHex(this byte[] barray, bool toLowerCase = true)
    {
        byte addByte = 0x37;
        if (toLowerCase) addByte = 0x57;
        char[] c = new char[barray.Length * 2];
        byte b;
        for (int i = 0; i < barray.Length; ++i)
        {
            b = ((byte)(barray[i] >> 4));
            c[i * 2] = (char)(b > 9 ? b + addByte : b + 0x30);
            b = ((byte)(barray[i] & 0xF));
            c[i * 2 + 1] = (char)(b > 9 ? b + addByte : b + 0x30);
        }

        return new string(c);
    }

有一个名为SoapHexBinary的类，它完全符合您的需要。

using System.Runtime.Remoting.Metadata.W3cXsd2001;

public static byte[] GetStringToBytes(string value)
{
    SoapHexBinary shb = SoapHexBinary.Parse(value);
    return shb.Value;
}

public static string GetBytesToString(byte[] value)
{
    SoapHexBinary shb = new SoapHexBinary(value);
    return shb.ToString();
}

Dotnet 5更新

要从byte[]（字节数组）转换为十六进制字符串，请使用：

System.Convert.ToHexString

var myBytes = new byte[100];
var myString = System.Convert.ToHexString(myBytes);

要将十六进制字符串转换为字节[]，请使用：

System.Convert.FromHexString

var myString  = "E10B116E8530A340BCC7B3EAC208487B";
var myBytes = System.Convert.FromHexString(myString);